OSPF – протокол динамической внутридоменной маршрутизации типа отслеживания состояния канала. Т.е. его задача, среди прочих, автоматизировать заполнения таблицы маршрутизации на маршрутизирующих сетевых устройствах (маршрутизаторах, свитчей третьего уровня) в противовес одному маршруту по умолчанию (default gateway route) или нескольких вручную заданных статичным маршрутам.
Как было сказано выше, OSPF относиться к протоколам маршрутизации с отслеживанием состояния канала (link-state). При работе такого протокола каждое маршрутизирующее устройство рассчитывает карту сети в виде графа, на основе этой карты рассчитывается лучший путь до каждого устройства в сети, который и вносится в таблицу маршрутизации.
Как было сказано выше, OSPF, относиться к протоколам внутридоменной маршрутизации (interior gateway protocol). При работе такого протокола маршрутизирующие устройства обмениваются информацией внутри автономной системы (домена) (Autonomous System). Автономная система это набор сетей публичных IP-адресов, зарегистрированных, как правило, на одного владельца, т.е. имеющих номер автономной системы (Autonomous System Number).
OSPF оперирует понятием зоны (area). Как было сказано выше, каждый маршрутизатор в сети рассчитывает наилучший путь до каждого узла в сети внутри автономной системы. Поэтому, когда кол-во узлов и маршрутизаторов и узлов возрастает и пересекает некоторое кол-во, данные расчеты начинают замедлять работу устройств. Для устранения данного негативного эффекта было введено понятие зоны – логического разграничения масштаба работы протокола. Таким образом, для каждой зоны создается свой рабочий процесс протокола для расчета лучших путей до устройств внутри одной зоны. Зоны обозначаются 32-битными номерами и по написанию напоминают IPv4 адреса. Номер зоны выбирается по желанию за исключением одной – основной (backbone zone), ее номер всегда 0.0.0.0.
Отношения между зонами – иерархическое, где к основной зоне должны быть подключены все остальные зоны. Подключение между зонами выполняет роутер с ролью пограничного (area border router (ABR)). Задача ABR состоит в суммаризации маршрутов одной зоны по отношению к другой, это приводит к уменьшению сетевого трафика.
Для совместной работы в одной зоне, маршрутизаторы должны обладать одной версией БД о состоянии сети. Достигается это путем установления соседства (adjacency) посредством отправки специальных HELLO-сообщений. Общаются OSPF роутеры, используя IP протокол и зарезервированные мультикастовые адреса: 224.0.0.5 (AllSPFRouters) и 224.0.0.6 (AllDRouters). В данных HELLO-сообщениях существуют несколько полей, которые должны быть одинаковыми для обоих роутеров, чтобы сформировать соседство: hello interval, dead interval, area ID, area.
Для уменьшения сетевого траффика в каждой зоне выбираются выделенный (designated router (DR)) и резервный (backup designated router (BDR)) роутеры, с которыми и общаются все остальные роутеры зоны.
Как описано выше, существуют несколько типов общих (не проприетарных) OSPF зон:
- Backbone area – идентификатор 0.0.0.0 – главная зона, через которую подключаются все остальные зоны.
- Stub area – зона в которой внешние маршруты (за пределами автономной сети) удаляются и заменяются на маршрут по умолчанию.
Для выбора наилучшего пути используется понятие метрики. По умолчанию метрика OSPF равна 10^8/bandwidth, т.е. для 10 Мбит/с интерфейса метрика будет равна 10. Отсюда возникает необходимости изменять числитель в расчете метрики, если в сети используются линки 100 Мбит/с и выше. В противном случае метрики для 100 Мбит/c и для 1000 Мбит/c
будут одинаковы и равны 1. Также следует знать, что метрики сравниваются только для одного типа. Между разными типами метрик идет предпочтение по сл. списку:
- Intra-area
- Inter-area
- External Type 1
- External Type 2
Таким образом какой был не была метрика для Inter-area при наличии Intra-area пути он будет всегда выбран.
Gamelton's blog 